폐암의 정확한 진단과 치료를 위해, 몸에서 얻은 조직이나 세포를 현미경으로 관찰하거나 유전자 검사를 시행하는 과정을 병리검사라고 합니다. 병리검사를 통해 폐암이 맞는지, 어떤 종류의 폐암인지, 어떤 약물이 효과가 있을지를 판단할 수 있습니다.
조직검사는 암이 의심되는 부위에서 조직의 작은 조각을 떼어내어 정밀하게 분석하는 검사입니다. 종양이 위치한 곳에 따라 다음과 같은 방법이 사용됩니다:
조직검사를 통해 얻은 조직은 병리과로 보내집니다. 병리과에서는 조직을 파라핀이라는 왁스 같은 물질에 넣어 단단하게 굳히면, 단단한 덩어리 형태로 파라핀 블록이 만들어집니다. 병리검사를 위한 조직은 파라핀 블록의 형태로 보관됩니다. 파라핀 블록을 얇게 잘라 유리 슬라이드 위에 붙인 것이 비염색슬라이드입니다. 비염색슬라이드는 이후에 H&E (hematoxylin-esosin; 헤마톡실린-에오신)염색, 면역조직화학검사, 유전자 검사에 사용됩니다. 세포가 잘 보이도록 비염색슬라이드에 색을 입혀 만든 것이 H&E 슬라이드입니다. 병리의사는 현미경으로 HE슬라이드를 관찰하여 암 유무와 종류를 진단합니다.

H&E 슬라이드에서 암세포가 확인되면, 정확한 진단과 치료방법을 결정하기 위해 면역조직화학 염색이나 유전자 검사를 진행할 수 있습니다.
조직검사결과와 면역염색은 보통 일주일 정도 걸립니다. 중합효소연쇄반응과 형광제자리부합법 결과는 10일 정도 걸립니다. 외부로 검사를 의뢰 시 2주 이상 걸릴 수도 있습니다. 차세대염기서열검사는 2~4주 정도 걸립니다. 검체 상태나 검사실 상황에 따라 더 늦어질 수도 있습니다.
		세포검사는 세포가 떨어져 나와 섞여 있는 체액(예: 흉수)이나 가래를 채취하여, 그 안에 포함된 암세포를 현미경으로 관찰하는 검사입니다. 
		<주요 세포검사의 종류> 
		
피를 뽑아, 혈액 속에 떠다니는 암세포의 DNA 조각(circulating tumor DNA; ctDNA)을 분석하는 검사입니다. 조직을 직접 떼어내지 않고도 암의 유전자 변이를 파악할 수 있습니다. 조직검사가 어렵거나, 치료 중 약물에 대한 내성이 의심되거나, 암이 재발했지만 조직검사를 다시 하기 어려울 때 유용한 검사입니다.